汽油脫硫用活性炭

　　活(huo)(huo)性炭用于汽油(you)(you)脫硫(liu)，以球形孔二氧化(hua)硅為模(mo)板制(zhi)備活(huo)(huo)性炭吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑。通過X射線衍(yan)射，掃描電子顯微鏡和氮(dan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)解吸(xi)(xi)(xi)等溫線研究合成材料(liao)。活(huo)(huo)性炭吸(xi)(xi)(xi)附(fu)二苯(ben)已試(shi)(shi)驗已經被(bei)測試(shi)(shi)并噻命(ming)令(DBT)硫(liu)化(hua)合物作(zuo)為汽油(you)(you)燃(ran)料(liao)的(de)模(mo)型。由(you)于活(huo)(huo)性炭中孔體積大，比表面積高，活(huo)(huo)性炭顯示出(chu)更高的(de)硫(liu)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)。結果證實了活(huo)(huo)性炭吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑孔徑(jing)及(ji)其表面化(hua)學對從(cong)石油(you)(you)燃(ran)料(liao)中吸(xi)(xi)(xi)附(fu)二苯(ben)并噻命(ming)的(de)重要性。

　　去(qu)除(chu)液態烴燃(ran)料(liao)中的(de)(de)有機硫(liu)化(hua)合(he)物(wu)已成為(wei)煉油(you)廠的(de)(de)重(zhong)要一步(bu)。去(qu)除(chu)硫(liu)化(hua)合(he)物(wu)的(de)(de)主要目的(de)(de)是(shi)(shi)減(jian)少空氣污染。汽(qi)油(you)加(jia)(jia)工(gong)過程中，汽(qi)油(you)燃(ran)料(liao)中所有含硫(liu)烴通(tong)過催化(hua)加(jia)(jia)氫(qing)脫硫(liu)反(fan)應變(bian)為(wei)無硫(liu)化(hua)合(he)物(wu)H2S。但(dan)催化(hua)加(jia)(jia)氫(qing)脫硫(liu)工(gong)藝是(shi)(shi)汽(qi)油(you)燃(ran)料(liao)脫硫(liu)*著(zhu)名的(de)(de)技術(shu)。但(dan)是(shi)(shi)，它不能去(qu)除(chu)專業的(de)(de)噻(sai)命(ming)類化(hua)合(he)物(wu)(TC)，包括二(er)(er)苯并噻(sai)命(ming)(DBT)，四、六-二(er)(er)甲基(四、六-DMDBT)，和(he)苯并噻(sai)吩(BT)。因(yin)此，這(zhe)些看似(si)好(hao)的(de)(de)工(gong)藝在(zai)(zai)很大程度(du)上導(dao)致(zhi)了超(chao)低硫(liu)汽(qi)油(you)生產(chan)所需的(de)(de)操作(zuo)條件。在(zai)(zai)設(she)計，制(zhi)備，測試和(he)升級，有效，實用和(he)強(qiang)大的(de)(de)深(shen)度(du)和(he)超(chao)深(shen)度(du)脫硫(liu)系統(如脫硫(liu)催化(hua)劑和(he)活性(xing)炭吸(xi)附(fu)劑)方面正在(zai)(zai)進行(xing)大量嘗(chang)試。

　　在(zai)本研究中(zhong)，由(you)于其定制的孔(kong)(kong)隙(xi)率(lv)、高比表面積、高穩定性(xing)(xing)和(he)上述介孔(kong)(kong)結(jie)構的功(gong)能便利(li)性(xing)(xing)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭由(you)二氧(yang)化(hua)硅(gui)模(mo)板(ban)合(he)成(cheng)(cheng)。我們有各種活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭前體，如植物纖維、植物外殼和(he)煤材料。以木纖維為活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭前體。碳(tan)化(hua)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭在(zai)二氧(yang)化(hua)硅(gui)模(mo)板(ban)的中(zhong)孔(kong)(kong)網絡中(zhong)形成(cheng)(cheng)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭骨架。氫氧(yang)化(hua)鈉或氫氟(fu)酸儲(chu)存在(zai)氧(yang)化(hua)硅(gui)模(mo)板(ban)中(zhong)。

　　合成活性炭

　　使(shi)用AlSBA-16制(zhi)備活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)，然后通過AlCl 3(0.113g，在(zai)50mL乙醇(chun)中(zhong)(zhong))乙醇(chun)溶液(ye)加(jia)入1.0g SBA-合(he)成活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)并(bing)采(cai)用超聲處理(li)(li)。1小時(shi)后，乙醇(chun)溶劑在(zai)旋(xuan)轉(zhuan)蒸(zheng)發(fa)器中(zhong)(zhong)完(wan)(wan)全蒸(zheng)發(fa)，樣(yang)品在(zai)560℃在(zai)空氣(qi)中(zhong)(zhong)煅燒(shao)4小時(shi)。為制(zhi)備活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)，將FA溶解在(zai)40/60體積(ji)比中(zhong)(zhong)TMB中(zhong)(zhong)，并(bing)將OA加(jia)入到含(han)有0.535ml g-1的(de)該溶液(ye)。所得溶液(ye)在(zai)AlSBA-孔中(zhong)(zhong)過濾(lv)。完(wan)(wan)全混合(he)后，將混合(he)物放置在(zai)35℃烤箱1小時(shi)，100℃放置1小時(shi)。將獲(huo)得的(de)樣(yang)品為350℃進一步加(jia)熱(re)2小時(shi)。在(zai)室溫下(xia)冷(leng)卻樣(yang)品后，加(jia)0.268mL活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)原料(liao)。樣(yang)品將再次100和350℃加(jia)熱(re)。*終加(jia)熱(re)(碳化)900℃下(xia)進行。所有加(jia)熱(re)處理(li)(li)均(jun)采(cai)用配有多孔塞的(de)石英反應器進行。

　　活性炭(tan)樣(yang)品SEM圖像。

　　具有(you)S和(he)N以不同(tong)的(de)方(fang)式(shi)對基團(tuan)活(huo)性炭表(biao)面(mian)進行(xing)了(le)官能(neng)化，如： 硫(liu)17和(he)在高溫下(xia)使(shi)(shi)用(yong)CS 2 18處(chu)理，表(biao)面(mian)COOH基團(tuan)與H 2NR化合物的(de)直(zhi)接反應(ying)和(he)吡唑啉酮的(de)直(zhi)接表(biao)面(mian)沉(chen)積衍生工具。然而，這些(xie)方(fang)法在一般復雜(za)程序中效率較低。本文描述了(le)一種用(yong)于在活(huo)性炭表(biao)面(mian)引入(ru)S和(he)N雜(za)原子(zi)分(fen)子(zi)的(de)簡單通用(yong)方(fang)法。使(shi)(shi)用(yong)以下(xia)反應(ying)方(fang)案-COOH基團(tuan)開始在碳(tan)表(biao)面(mian)引入(ru)S和(he)N基團(tuan)。在這項工作中使(shi)(shi)用(yong)的(de)S和(he)N表(biao)1中描述了(le)分(fen)子(zi)。

　　對(dui)于(yu)-COOH，-COCl中間體和通過和EDT和EDA獲得的(de)(de)材料(liao)獲得的(de)(de)反應IR圖1顯(xian)示(shi)(shi)光譜。在與(yu)SOCl 紅外光譜(圖1b)大約1700、1350、1210和790cm -一(yi)個新的(de)(de)、明確的(de)(de)定義帶與(yu)-COCl基團的(de)(de)形成明顯(xian)相關(guan)。C 6 H 5 COCl 的(de)(de)IR光譜顯(xian)示(shi)(shi)完全相同的(de)(de)譜帶。另一(yi)方面(mian)，也可(ke)以注意到原帶的(de)(de)存在，這可(ke)能表明活性(xing)炭(tan)表面(mian)并不全部-COOH基與(yu)SOCl 2 21反應。

　　與EDT活性(xing)炭反應(ying)后IR光譜(圖(tu)1c)表明(ming)-COCl與HSR形(xing)成化合物反應(ying)-COSR。觀(guan)察(cha)到-COCl典型帶(dai)(dai)消失(shi)，觀(guan)察(cha)和(he)觀(guan)察(cha)EDT1400、1200、750和(he)700分子(zi)相關cm -清(qing)晰(xi)吸收(shou)1處(chu)。通過與EDA反應(ying)獲(huo)得(de)的材料IR光譜(圖(tu)1d)也表明(ming)HNHR與表面基團(tuan)-COCl有以下條帶(dai)(dai)：1720cm -1(-C = O)， 1675和(he)1600cm -1(-NH)，1520cm -1(-RCONHR)，950-1000cm -1 (DTE特(te)征帶(dai)(dai))和(he)1200cm -1(-CN)和(he)3000-3500cm -1 (NH)。已(yi)經觀(guan)察(cha)到和(he)DMTH和(he)TEA功(gong)能相似的結果是典型的-COSR和(he)-CONHR基團(tuan)帶(dai)(dai)和(he)R基團(tuan)的特(te)征被吸收(shou)。

　　金屬吸附活性炭

　　表(biao)面存(cun)在-SH和-NH基(ji)團22Hg 2  ，Zn 2  ，Cd 2 和Pb 2 吸附(fu)離子等(deng)重金(jin)屬的(de)潛力很大(da)。在這項工作中獲得(de)的(de)材料也被測試了Pb  2，Cu  2和Ni  吸附(fu)在水(shui)溶(rong)液中。未處理的(de)活(huo)性(xing)炭，EDT(C / S)和EDA(N / C)官能活(huo)性(xing)炭的(de)吸附(fu)比較見圖(tu)2。

　　可見(jian)，活性(xing)炭(tan)的官(guan)能化(hua)強烈增加了其(qi)對不同(tong)金屬的吸(xi)附(fu)。結果表(biao)明，EDT能更有效地吸(xi)附(fu)功能材(cai)料Ni  2，而EDA活性(xing)炭(tan)與Pb  陽離子相互作用較強。

　　可通(tong)(tong)過(guo)表面(mian)化學改(gai)性(xing)定制活(huo)性(xing)炭，生產(chan)具(ju)有(you)獨特性(xing)質(zhi)和具(ju)體應用的(de)材料。這(zhe)些(xie)改(gai)性(xing)可以通(tong)(tong)過(guo)鍵表面(mian)中(zhong)間體進(jin)行(xing)-COOH進(jin)行(xing)。含活(huo)性(xing)炭-COOH該基(ji)團具(ju)有(you)優異(yi)的(de)陽離子交換性(xing)能，可作為水中(zhong)金(jin)屬(shu)污染物的(de)吸附劑。這(zhe)些(xie)-COOH 基(ji)團可以轉化為-COCl 這(zhe)對活(huo)性(xing)炭表面(mian)的(de)其他分(fen)子接枝(zhi)和通(tong)(tong)用基(ji)團非(fei)常反應。幾個S可以很容易(yi)地與該酰氯(lv)中(zhong)間體混合N分(fen)子(例如HSR和HNR 2)與碳表面(mian)結合。這(zhe)些(xie)S和N作為金(jin)屬(shu)吸附劑，官能化碳顯示出巨大的(de)潛(qian)力，

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